热力学定律：游戏规则

经济学界并非不明白，依靠牛顿理论及其时间可逆性来解释资本主义经济的运作规律是一个糟糕的选择。

其实，经济学家心里清楚这一点。到19世纪下半叶，一套新的科学定律被发现了，它涵盖的范围如此宽广，揭示的事实无可争议，可以说它为所有其他科学定律，包括牛顿的物质运动定律、达尔文的生命进化论，甚至爱因斯坦的相对论，都提供了一个总体框架。这些全新的关于宇宙如何组织的科学原理就是热力学第一定律和第二定律。

在热力学定律第一次被阐明的一个世纪后，阿尔伯特·爱因斯坦明确地承认，他意识到了热力学定律无与伦比的重要性——他的科学家同行对此不会有任何怀疑。关于热力学定律，爱因斯坦写道：

一个理论的前提越简单，它所涉及的事物种类就越多，适用范围就越广，也就越令人印象深刻。它（热力学定律）是唯一真正具有普遍性的物理理论，我确信在其基本概念的适用范围内，它永远不会被推翻。

牛顿物质运动定律的缺点是没有考虑到时间的流逝，以及事件一旦展开就不可逆转，但热力学定律就是关于时间流逝的。热力学第一定律（通常被称为能量守恒定律）指出，宇宙中的所有能量都是恒定的，自大爆炸产生以来一直如此——重点是，能量既不能被创造，也不能被消灭。宇宙的总能量将一直存在，直到时间的尽头。虽然宇宙的总能量是恒定的，但它的形式却总是在发生改变，而且只是在一个方向上发生改变——从可用到不可用。这就引出了热力学第二定律。这条定律告诉我们，能量总是从热的地方流向冷的地方，从集中流向分散，从有序流向无序，这就是时间流逝不可逆转的标志。

例如，如果一个人烧一块煤，所有的能量都不会消失，但不再集中，而是分散了——以二氧化碳、二氧化硫和氟氧化物的形式释放在大气中。虽然总能量仍然存在，但它永远不可能再被重新组合成为一块煤。德国科学家鲁道夫·克劳修斯（Rudolph Clausius）于1865年创造了“熵”这个词，它指的是被消耗后基本无法再利用的能源依存。

有些人会争辩说，广义上太阳才是沐浴地球的所有能量的来源，通过光合作用不断提供充足的能量储存，至少在太阳烧尽之前，满足我们未来数十亿年的能量需求。虽说此话不假，但还有其他材料束缚能量的存储，例如金属矿石、稀土，甚至所有岩石中含有的矿物。这些物质是地球脱离太阳后冷却形成的，自那时起就一直存在于地球上。这些储存了束缚能的物质是固定且有限的。虽然每年或多或少都会有外太空的物质以流星的形式穿过大气层落到地球上，小到几粒尘埃，大到如小行星般的陨石，但据科学家们估计，每天落在地球上的外太空物质的总重量只有48.5吨左右，少到简直可以忽略不计。

我们知道，宇宙中存在三种系统：开放系统，以物质的形式与外界交换能量和束缚能；封闭系统，与外界进行能量交换，但没有物质交换；孤立系统，与外界既不交换能量也不交换物质。相对于太阳系，地球是一个封闭的系统。我们享受着来自太阳的源源不断的能量供给，但与外界交换的束缚能少之又少。让我们以化石燃料为例。

深埋在地下和海底的煤炭、石油和天然气矿床是由3.5亿年前石炭纪时期生命的遗骸形成的——它们是束缚能。尽管理论上有可能在遥远未来的某个地质时代，同样的植物和动物的遗骸会转化成煤、石油和天然气，但这种情况几乎不可能发生。我们也可以说稀土的情况很类似，在科技驱动的社会中，稀土正成为越来越有价值的投资品，它被用在各种产品中，包括LED屏幕、智能手机和平板电脑、电池和电动汽车电机等，所以，稀土也是不可再生的资源。我们需要对束缚能做一个简单明了的定义。正如哥伦比亚大学物理学和弦理论教授布赖恩·格林（Brian Greene）在《纽约时报》上发表的一篇评论文章中指出的那样：

质量和能量没有区别。它们是被包装成不同形式的同类基础东西，只是看起来有区别。正如固体冰可以融化成液态水一样，爱因斯坦告诉我们，质量是能量的一种冻结形式，它可以转化为大家更熟悉的动能……在遥远的未来，几乎所有物质都将还原为能量。

传统经济学的致命缺陷在于，它仍然受制于牛顿的均衡世界观，其中的时间是可逆的。通过将买卖双方之间所有的商品、服务和财产的经济交换限制在一个永恒的真空里，即交易不受时间影响，经济学家和商界就可以很轻易地排除那些随着时间推移可能伴随自然资源开采过程产生的任何相关副作用，以及所有以相交、相伴或以某种方式影响自然资源在转化为商品和服务的各个阶段的各类交互作用。在转换过程的每一个阶段，这些效应都在溢出，并影响到市场交易中未被关注到的其他现象。

直到20世纪20年代，经济学家们才开始着手解决溢出效应的问题。亨利·西季威克（Henry Sidgwick）和阿瑟·C.庇古（Arthur C. Pigou）因为正式阐述了“正外部性”和“负外部性”概念（即那些意料之外的影响）而扬名立万。 外部性是指一笔市场交易未被承认的影响，这种影响在其他地方或其他时间导致更大的利润或成本，而且这种影响没有被纳入有效的成本效益分析。但即便如此，直到现在，经济学家还是把外部性视为市场交换经济学的一个简短的补充说明，仅有微不足道的相关性。如果把产品或服务进入生产流通之前、之中和之后的整个经济活动轨迹纳入考虑的范围，我们就会发现传统经济学原理在确定真正长期成本上的乏力无效，因为它只关注商品或服务被交换和消费的那一刻赢得的短期收益。

如果牛顿的均衡理论仍然影响着经济学界，那会怎样？诚然，从经济方程式中消除时间因素，使得经济学家可以在他们的工作中使用更多让人一头雾水的数学模型，这又会带来多大的危害？此外，人们长期以来一直相信热力学定律只涉及能量流和熵的变化，只是化学家和物理学家非常感兴趣的问题，而与解释地球上生命的生物学互不相干。人们的共识是，这些定律仅在能量用来为机器提供动力时适用——让工程师更准确地计算能量输出与输入的比率，并据此提高效率。

因此，人们认为这些定律并不像物理学家和化学家所宣称的那样普遍。生命绝不能被纠缠在熵的网络里。毕竟，进化让我们明白这个世界充满各种新奇的生命形式，一个比一个复杂、有序。

1944年，当奥地利物理学家、诺贝尔奖获得者埃尔温·薛定谔解释说，与物理学和化学一样，生物学也遵循热力学定律时，最后一道阻力墙分崩离析了。薛定谔认为：“生物体以负熵为食……不断地从环境中吸取秩序。” 每个生物的一生都在不断进食和排泄废物，同时不断地吸收可用的能量，只要它活着，就会不断消耗地球上的能量并使总熵值增加。我们如果停止消耗能量，就会死亡，残骸会变成尘埃——在熵值账本里记上最后一笔。每个生物，包括我们人类，只有在咽下最后一口气之后，才算达到了平衡状态。

很少有人会退一步想想地球上的自然资源的绝对量有多少。这些自然资源是我们保持非平衡状态、远离死亡所必需的。化学家G.泰勒·米勒（G. Tyler Miller）用一个简化的食物链来帮助我们理解，如果每个人都保持非平衡状态，究竟要消耗多少地球上的可用能量。他的食物链组成有吃草的蚱蜢、吃蚱蜢的青蛙、吃青蛙的鳟鱼和吃鳟鱼的人类。结果证明：养活一个人一年需要300条鳟鱼，这么多鳟鱼每年必须吃掉9万只青蛙，这些青蛙一年要消耗2700万只蚱蜢，而这些蚱蜢一年要吃掉1000吨草。

为什么在食物链上每上升一个层次就要占用和消费如此多的自然财富？事实证明，在捕食猎物的过程中——例如，一只狮子追逐、咬死并吞食了一只羚羊——“在每一个步骤里有80%~90% 的能量被浪费掉并以热量的形式消散在环境中。换句话说，只有10%~20% 的能量储存在活体组织中，并可被转移到（食物链中）更高一级的动物身上” 。文化历史学家埃利亚斯·卡内蒂（Elias Canetti）的评论可谓一针见血：“我们每个活着的人都是一个尸横遍野之地的王。”

经济学依然对平衡范式墨守成规，完全没有准备好去解决非平衡热力学的问题。在非平衡热力学背景下，每次获取可用能量（包括转移到产品上的能量）都会带来短期收益，但却是以更大的长期熵增为代价的。经济学家曾经试图将产品生命周期中可能累积的一些容易识别的正外部性和负外部性因素考虑在内，但这是一种可怜无果的尝试，他们尝试应对这样一个现实，即每次经济交换都有一条长长的熵尾，它向每个可能的方向蔓延，影响其他现象。

热力学定律清晰地提醒我们，用GDP这样的指标来衡量一个国家每年的增长和财富是多么荒谬。GDP衡量的仅仅是经济活动的瞬时交换价值。很显然，产品和服务在销售时的价值，并没有考虑地球能源储备和其他自然资源的消耗，以及伴随价值链每一步的熵级消费。

经济学界并非一开始就完全偏离正轨。最早的经济哲学家被称为重农主义者，出现在18世纪中后期，主要在法国。他们认为，一切经济活动的价值都来自大自然的宝库。许多正统的经济学家，如亚当·斯密、大卫·李嘉图和托马斯·马尔萨斯，也有类似的想法，纵使他们没有像重农主义者那样相信所有的财富都来自大自然，但他们至少意识到了自然资源的重要性，因为它是所有经济活动的种子。

重农主义者昙花一现，他们不过是历史环境的牺牲品。重农主义的鼎盛时期恰逢原始农业工业革命的巅峰时期，而原始农业工业革命是现代工业资本主义的先驱，随着燃煤蒸汽技术的发展，以及纺织品和其他产品的工业化生产，现代工业资本主义直到18世纪后期才开始兴起。工业革命开始后，人们对农业的重视已不再如从前，使它看起来越来越像是一种必要的陪衬，而制造业却异军突起，人们开始关注资本和劳动力在创造财富方面的重要性。人们转而仅仅把大自然视为取之不尽、用之不竭的原材料来源。而且，由于自然资源丰富，特别是在新大陆发现了广袤的土地后，征服自然的成本相对降低，自然资源普遍被视为生产要素，而非财富的重要来源。

詹姆斯·瓦特于1776年安装了最早的两台燃煤蒸汽机，同年，亚当·斯密出版了《国富论》。 在接下来的一个世纪里，蒸汽机席卷了欧洲和美洲。虽然蒸汽机是资本形成的关键因素，但为其提供动力的煤炭却相对便宜，因此煤炭在生产中被视为几乎无足轻重的东西。

与当时的其他思想家一样，亚当·斯密对蒸汽机带来的效率感到敬畏，尤其对机器的各个部件如何组合才能同步工作以确保达到最佳性能印象特别深刻，他在生产制造过程中也发现了类似的原理，并把它描述为劳动分工。在《国富论》中，斯密举了一个例子：在一个大头针工厂里，生产一个大头针的过程被分成18个不同的操作步骤，全部由不同的工人完成，从而大大提高了生产效率。

商品的大规模生产成为效率的又一次飞跃，并将工业资本主义推向经济生活的前沿。伊莱·惠特尼（Eli Whitney）想出了批量生产同一标准、可互换零件的巧妙点子，这些零件可以由相对不熟练的工人轻松组装。惠特尼将这种生产方式应用于步枪的批量生产。分工和规模化成为生产流程中不可或缺的过程，也成为新工业效率的核心。

随着工业生产的出现，经济学家将目光投向了扩大资本和提高劳动力效率，并把它们视为创造生产力和利润的关键要素。新的资本主义工业体系和描述其运作方式的经济学家，已经远远偏离了重农主义者的早期愿景，资本主义经济学家很少考虑自然资源的财富属性，更多考虑的是资本和劳动力因素在提高效率、生产力和收入方面所起的作用。但随后出现了一个障碍。这些早期的经济学家逐步认识到，“看不见的手”根本没有触及他们所谓的“边际效用递减原则”。

在古典经济学诞生之初，阿内·罗贝尔·雅克·杜尔哥（Anné Robert Jacques Turgot）是第一个发现供给侧边际收益递减规律的人。他认为，生产者总是面临达到产能利用水平最优化的预期，一旦实现后，再单独追加的每一个生产要素都会导致单位利润增量回报下降。一个世纪后，在19世纪70年代，新一代的新古典经济学家威廉·斯坦利·杰文斯（William Stanley Jevons）、卡尔·门格尔（Carl Menger）和莱昂·瓦尔拉斯（Léon Walras）等人发现了一个在需求侧起作用的类似过程，他们称之为“消费边际效用递减”。这个原则是指，商品或服务的第一个消费单位比第二个消费单位能产生更大的效用或愉悦，而每增加一个消费单位，效用和愉悦就会递减。例如，消费者愿意为他的第一支冰激凌支付更多的钱，因为它带来了最初的快乐，但由于边际满意度或愉悦感降低，他愿意为额外的冰激凌支付的钱会减少。

生产边际收益递减和消费边际效用递减之间的关系，决定了交易的商定价格。价格上涨会抑制买家的消费，同时提高供给方的生产积极性。价格下降会起到相反的作用。不论哪一种情况，都会促成适当的市场交易，使系统再次恢复平衡。

对消费边际效用递减规律的新重视对经济学领域产生了巨大影响。亚当·斯密、大卫·李嘉图和约翰·穆勒等古典经济学家将劳动力成本看作确定交换价值的主要因素，而新古典经济学家则将重点转移到消费者这边，认为他们在决定交换价值方面起主要的作用。生产产品或服务的工人应该分配多少利润、提供资本的资本家又应该分配多少利润，还有市场交易到底是不是缺乏公平……这样的争论因消费边际效用递减规律的发现而平息下来——至少在新兴的新古典主义经济学家眼中是这样的。

边际效用递减原则也为新古典主义经济学家提供了一片施展才华的广阔天地，他们想要把这门学科数学化并拉入牛顿主义的行列，使它成为一门“真正的”科学。杰文斯的两位同时代人——弗朗西斯·伊西德罗·埃奇沃思（Francis Ysidro Edgeworth）和菲利普·亨利·威克斯蒂德（Philip Henry Wicksteed）用“无差异曲线、契约曲线、拉格朗日乘数和生产系数”等设计构造了复杂的数学演算公式，并沿用至今。

新古典主义经济学家固守一个由作用力和反作用力、吸引和排斥组成的，最终会回归平衡的机械宇宙，因此他们对把经济学彻底数学化抱有无比的热情。让我们听听杰文斯是怎么说的：

就像一个物质实体的引力不单单取决于该物体的质量，还取决于周围物体的质量以及它们的相对位置和距离，所以效用是有需求的人和被需求的物之间的吸引。

公平地说，杰文斯很清楚把平衡理论（吸引力、排斥力和最终回到平衡）运用于一个动态的市场时可能会产生的困境。在一个动态市场中，买卖双方的每一次交易都会改变周围的环境，无论这种变化多么微小，都会形成一组新的关系。杰文斯在其《政治经济学理论》一书的序言中这样说：“工业的真正状态是一种永恒的运动和变化。” 杰文斯承认，很难对不断变化的市场进行研究。他对此的态度是彻底投降并坦承“只有把交易行为作为一个纯粹的统计问题来看待，我才敢去碰它”。杰文斯无奈的感慨更能说明问题：

用这种方式对待经济学理论与统计力学如出一辙，并且我们会发现，（经济）交换定律类似于由虚拟速度原理确定的杠杆平衡定律……但我相信，经济学的活跃分支还有待发展，对此我还完全没有涉足。

出于对牛顿物理学和平衡状态的机械宇宙的狂热信仰，杰文斯意识到他的理论与不断演变的经济市场的现实并不相符，只得勉强承认自己的经济理论只是一个“近似的类比”。即便如此，他还是希望能够在平衡的静态力学宇宙与每时每刻都在自我进化的动态经济市场之间达到平衡——但这是一项不可能完成的任务。

热力学定律不仅定义了宇宙运行方式，还定义了地球上生命的演化和经济运行方式，然而经济学家却对其举足轻重的作用保持缄默。在面对现实进行反思方面，许多物理学、化学甚至生物学领域的世界知名科学家都强调，最重要的是把热力学定律置于“存在的本质”这个哲学问题的中心，这进一步将经济学界与现实隔离开。

热力学第一定律和第二定律是支配宇宙运作的总体框架。爱因斯坦并不是唯一得出这个结论的知名科学家。1911年，诺贝尔奖获得者、化学家弗雷德里克·索迪（Frederick Soddy）出版了《物质与能量》（ Matter and Energy ）一书，批评经济学界抱残守缺，无视热力学定律，盲目推崇以牛顿主义为中心的经济均衡理论。这种理论不仅与经济活动的实际情况相悖，而且可能把人类文明和自然世界引向一条危机四伏的不归路。他提醒那些经济学的同行：是热力学定律“最终控制着政治体系的成败、人民的自由与否、工商业的流动、富裕和贫困的根源，以及种族的总体物质财富” 。

比利时化学家伊利亚·普利高津（Ilya Prigogine）因对化学和生物学中的耗散结构的研究，以及在热力学和非平衡热力学定律方面的研究而获得了诺贝尔化学奖。他一生也都在呼吁经济学家别再用牛顿均衡模型来套用经济事务。1982年，普利高津在印度贾瓦哈拉尔尼赫鲁大学举办了一场坦纳讲座 ，他回顾了自己在化学领域的毕生所学。他指出，“所有化学反应都是不可逆的过程”，它们遵循热力学定律——在生物学和物理学中也是如此。 那么，经济学又怎么可能置身于支配宇宙的这些基本定律之外呢？

普利高津用下面这段话阐释热力学定律，也算是对经济学界的旁敲侧击：

我们对物质有了新的认识——物质不再像机械世界观中描述的那样是被动的，而是与自发活动相关联。这种变化是如此深刻，我相信我们人类可以与自然展开新的对话。

普利高津指出：

……物质不变、永久存在的想法已经幻灭……（热力学条件下）引出一个物质的概念，视物质为主动活跃、处于一种连续的形成状态。这种观点明显偏离了经典物理学的描述，也不符合对力或场的变化的描述。破除牛顿创建的成规是重要的一步……但我相信，动力学和热力学的统一为重新描述物理系统的时间演化铺平了道路……我们现在克服了把时间视为幻觉并加以否认的诱惑。更进一步的是……时间将被创建出来。

普利高津一生都在研究热力学定律和非平衡热力学定律，他得出的结论是，“所有这些理论构建都有一个共同点：它们表明我们试图操纵大自然的诸多限制” 。

经济学家对此不以为然。他们的假设是，如果相对不受约束，那么经济过程本身就会创造越来越多的财富，供资本家、劳动者和消费者分享。除了企业家们的创造性发明，没有任何其他因素可以限制财富的积累。

如果我们生活于其中的经济体系处于一个永恒的机械宇宙，我们靠掠夺大自然来维持消费，沉湎于发明新的技术来提高效率，目的是把自然资源转化为我们短暂的消费狂欢，眼里只有成本效益分析和增加收入……那么会产生什么后果呢？用热力学术语来说，在工业资本主义统治下的两个半世纪中，人类所获得的短期经济收益与随之而来的熵增的代价相比，显得既微小又短暂，但由此留下的印记和负外部性将对地球产生永久的影响。知道了这一点，我们应该如何重新定义“财富”这一概念呢？ wtyB3TNQYaCn2k4H4cEUJkvlK3x/PrpWdZ71Z1ktPcIVDlz3ktO8mUPAJl5Xt3GX